Способ дегазации тупика погашаемого штрека Советский патент 1991 года по МПК E21F7/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения метанообильности угольных шахт.

Цель изобретения - повышение эффективности дегазации тупика погашаемого штрека.

На фиг. 1 схематически показана реализация предлагаемого способа; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

На фигурах приняты следующие обозначения: забой лавы 1, вентиляционный штрек 2, утечки 3 воздуха, выработанное пространство 4. тупик 5 погашаемого штрека, трубопровод б, поверхность 7 купола обрушения, обрушенные породы 8, аэрозольная завеса 9. /

Способ дегазации тупика погашаемого штрека реализован следующим образом.

При отработке угольного пласта лавой 1 производят ежесуточно погашение вентиляционного штрека 2 путем извлечения метал- лоарочной крепи с последующим обрушением залегающих в кровле штрека пород. Утечками 3 воздуха по выработанному пространству 4 метан выносится в тупик 5 погашаемого штрека, где его концентрация превышает величину, допустимую Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах. Например, на груди осыО

ел го о

ю

пи обрушенных пород 8 концентрация метана может достигать 6,2 %, а в куполе обрушения пород 7-27%.

Для дегазации тупика 5 погашаемого штрека 2 в его призабойное пространство после обрушения пород по трубопроводу 6 подают суспензию метанокисляющих бактерий и обрабатываютею образованнуюпо- верхность 7 купола обрушения. При этом суспензия стекает с поверхности 7 купола обрушения на обрушенные при погашении штрека породы 8 и увлажняет их.

Нанесение суспензии метанокисляющчх бактерий выполняют до полного увлажнения всей толщи обрушенных пород 8. Момент полного увлажнения пород суспензией определяют, например, по появлению ее из помещенного под обрушенными породами зонда из перфорированной трубы, которая перемещается по мере погашения штрека.

После обработки поверхности купола обрушения и всей толщи обрушенных пород в пространстве между обрушенными породами 8 и поверхностью 7 купола обрушения создают аэрозольную завесу 9 из суспен- зии, которая подается к распыляющему устройству, расположенному на сопряжении нижней части купола обрушения пород и кровли погашаемого штрека. Средством создания аэрозольной завесы может служить, например, форсунка. Завесу создают до последующего цикла погашения штрека. Концентрацию метанокисляющих бактерий в суспензии, подаваемой в призабойное пространство штрека, принимают равной

п кг/м3

где q - газообильность тупика штрека, м3/сут;

Q - количество суспензии метанокисляющих бактерий, подаваемой, в призабойное пространство штрека,

а - метанокислительная активность бактерий, м3/кг- сут.

Пример конкретного расчета концентрации метанокисляющих бактерий в суспензии,

Исходные данные для расчетов: R 1,5 м - радиус закругления свода выработки вчерне;

,5 м - высота подъема свода купола обрушения пород;

,4 м - длина купола обрушения пород;

,2 м - средний диаметр кусков пород, обрушенных при погашении штрека;

м /сут - газообильность тупика погашаемого штрека;

м3/кг сут - меганоокислитель- ная активность бактерий в суспензии, применяемой для дегазации тупика погашаемого штрека;

,0003 - удельный расход суспензии чг поверхности пород.

Количество суспензии, необходимое для обработки поверхности купола обрушения и всей толщи обрушенных пород, определяется из выражения

QHSk- Son) с,

где 5к - обнаженная за сутки площадь поверхности купола обрушенная в кровле шгрека, м2/сут;

So п. - площадь образованной за сутки поверхности кусков обрушенных пород, увлажняемых суспензией, .

Величина S определяется из выражения

(h-fm 3,14-2 4-(2,5И.5) 30,14 -:Юм2/суг,

Величина So.п. определяется следующим образом:

с 6 v pi с Son. - у Ј „- - So .

где PI - вес пород, обрушаемых за сутки, кг/сут;

So - обнаженная за сутки площадь первоначальной поверхности обрушаемых пород, м2/сут,

у -2400 кг/м3 - плотность обрушаемых пород;

,2 м - средний диаметр кусков пород, обрушенных при погашении штрека;

Величина Pi определяется из выражения

y(h+R)fz-R2 ---2,4 -2400(2,5 +

М.Б 124344 кг/сут.

Площадь первоначальной поверхности So обрушаемых пород определяется выражениемS0 Sk+лН 30,14+ 3.14 -1,5 -2,4 41,44 м2/сут.

То: да площадь вновь образованной поверхности / /сков обрушенных пород, обрабатываемых суспензией, будет равна

s° 2Ш: ( jjSP ) 15М м2/сут Таким образом, Qi ( 30+ 1554) 0,0003 0,475 м3/сут.

Суточный расход суспензии через распыляющее устройство определяется из выражен 1Я

0;-Оф(1-Ь-г0), м3/сут, где ,288 м /сут - производительность форсунии;

,084 сут - время, необходимое для выполнения работ по погашению штрека;

,021 сут - время, необходимое для обработки поверхности купола обрушения и всей толщи обрушенных пород.

Тогда суточный расход суспензии распыляющим устройством равен

.288 -(1-0,084-0,021)0.258 м3/сут.

Количество суспензии метанокисляю- щих бактерий, подаваемой в призабойчое пространство погашаемого штрека (Q), определяется выражением

Q-Ql +02 0.475 + 0,258 0.733 .

При этом концентрация суспензии ме- танокисляющих бактерий, подаваемой в при- забойное пространство погашаемого штрека, равна

n q -2160о 2 з

Q-a 0.733-1300 z z/Kr/M

Следовательно, для дегазации тупика по- гашаемого штрека необходимо применять суспензию метанокисляющих бактерий концентрацией 2,27 кг/м3. Ежесуточный расход суспензии составляет 0,733 м3, из которых 0,475 м следует применять для обработки поверхности купола обрушения и всей толщи обрушенных пород, а 0,258 м3 - для создания аэрозольной завесы в пространство между обрушенными породами и поверхностью купола обрушения.

Способ дегазации тупика погашаемого штрека может быть реализован на любой газообильной шахте. Реализация его в конкретных условиях шахты позволила снизить максимальную газообильность ту- пика погашаемого штрека более чем в 10 раз и довести концентрацию метана на груди осыпи породы с 6,2 до 0,5%.

Формула изобретения

1.Способ дегазации тупика погашаемого штрека, включающий подачу суспензии метанокисляющих бактерий в выработанное пространство и обработку ею обрушенных пород, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности дегазации тупика погашаемого штрека, обработку обрушенных в тупике штрека пород выполняют после цикла погашения штрека, причем суспензию наносят на образованную в его кровле поверхность купола обрушения до полного увлажнения всей толщи обрушенных пород, после чего создают аэрозольную завесу из суспензии метанокисляющих бактерий в пространстве между обрушенными породами и поверхностью купола обрушения до последующего цикла погашения штрека.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что концентрацию метанокисляющих бактерий в суспензии, подаваемой в кровлю поверхности обрушения штрека, принимают равной

n --S- n Q-a

где а - газообильность тупика погашаемого штрека м /сут; Q - количество суспензии метанокисляющих бактерий, подаваемой в приза- бойное пространство штрека, м; а меганокислительнэя активнос.гь бактерий, ма/(кг сут).

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для снижения метанообильности угольных шахт. Цель изобретения - повышение эффективности дегазации тупика погашаемого штрека. После цикла погашения штрека на образованную в кровле поверхность купола обрушения наносят суспензию из метанокисляющих бактерий до полного увлажнения всей толщи обрушенных пород В пространстве между обрушенными породами и поверхностью купола обрушения до последующего цикла погашения штрека создают аэрозольную завесу также из метанокисляющих бактерий. Концентрация метанокисляющих бактерий в суспензии, подаваемой в кровлю поверхности купола обрушения штрека, определяется из математического выражения. Использование способа дегазации тупика погашаемого штрека позволяет снизить концентрацию метана в тупике, повысить добычу угля из очистного забоя за счет снижения ограничивающего влияния газового фактора, обеспечить безопасность ведения горных работ. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. И

ТА

1 б 5

4 N 2 6158

Фиг2

А-А